Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,749

ОЦЕНКА В СИСТЕМЕ 3D МИКРОГЕОМЕТРИИ ПОВЕРХНОСТИ БУМАГИ

Варепо Л.Г.

Важным фактором, определяющим печатные свойства бумаги и картона, является ее структура и микрогеометрия поверхности, от которой зависит прежде всего разрешающая способность, т.е. возможность воспроизводить на ней раздельно, с требуемой степенью точности и четкости печатные элементы определенной величины. При печати плашек, большое влияние оказывает толщина материала и равномерность покровного слоя. Если запечатываемый материал имеет значительный разброс по толщине в пределах листа, то давление в зоне печатного контакта распределяется неравномерно, ухудшая тем самым однородность печати и приводя к пятнистости оттиска. Качество печати и поведение материалов в процессе печатания во многом зависят от их состава и свойств и, в первую очередь, от волокнистых материалов, являющихся основой бумаги и картона. Структура бумаги и слоев картона различна, что осложняет прогнозирование их поведения при печатании. Таким образом, исследование влияния показателей характеризующих поверхность бумаги и картона на его печатные свойства является достаточно актуальным и представляет практический интерес.

В данной работе приведены результаты параметрической оценки в системе 3D геометрической структуры поверхности различных по составу бумаг и картонов. Исследование свойств поверхности мелованных бумаг и картонов осуществляли с помощью электронно-лучевого профилографа MICRO MEASURE 3D station. Методика проведения эксперимента заключается в следующем.

– Образец исследуемого материала помешают на предметный столик профилографа, с помощью программного обеспечения производятся необходимые настройки (калибровка, настройка резкости, ввод необходимых параметров).

– Световым пучком диаметром 2 мкм освещаю поверхность материала импульсами с частотой 30, 100, 300, 1000 Гц, в зависимости от шероховатости ее поверхности.

– С помощью программного обеспечения профилографа, позволяющего регистрировать полученные измерения и проводить их статистическую обработку с получением различных данных о поверхности исследуемого образца, были определены все параметры шероховатости: Rа, Rz, Rq, Rp, Rv, Rt, Rsk, Rru, RTp, RHTp.

Результаты исследования вышеуказанных показателей представлены в табл. 1. Анализируя микрогеометрию поверхности, ее микропрофиль, можно обнаружить, что он состоит из неровностей, различных по форме и величине. Согласно данным, представленным в табл. 1, показатель Ra картона с однослойным мелованием больше в два раза, чем у картонов двуслойного мелования, что говорит о высокоразвитой микро- и субмикроструктуре поверхности. Показатели неровностей поверхности доказывают, что значения показателя Rz исследуемых материалов существенно различаются между собой. При увеличении количества слоев мелованного покрытия изменялись как параметры шероховатости, так и площади пиков и впадин.

Отсканированные области поверхности бумаг и картонов в двухмерном измерении, иллюстрируют неоднородность поверхности и позволяют количественно оценить величину изменения неровностей по цветовой шкале, в мкм. Пределы значений микронеровностей (шероховатости) для различных групп печатных бумаг определяются размерами воспроизводимых элементов изображения. Для матовой мелованной бумаги с одним мелованным слоем характерна большая степень неравномерности поверхности от – 5,76 до + 6,37 мкм. Сравнение мелованной бумаги с однослойным и трехслойным мелованным покрытием показало, параметр шероховатости Rа в 3 – 4 раза меньше для последней. Такая большая степень неравномерности зависит от местных скоплений волокон (уплотнений) и местных разреженных участков, а также от отдельных грубых неразработанных волокон древесной массы (в 2-х – мерном изображении – это красные участки). Достаточно низкая степень неравномерности (от – 1 до + 1 мкм) поверхности характерна для глянцевой мелованной бумаги с тремя слоями мелованного покрытия, что свидетельствует о практически идеально ровном распределении элементов структуры поверхности бумаги; в данном случае параметр шероховатости Rа  = 0,299 мкм. Печать на материалах с однородной структурой возможна там, где необходима точность передачи высоколиниатурных растровых иллюстраций. При нанесении слоев мелованного покрытия повышается гладкость материала, структура поверхностного слоя становится мелкопористой, что улучшает четкость передачи растровых элементов изображения и, как следствие, повышает качество воспроизводимого на оттиске изображения.

Таблица 1. Параметры шероховатости

Наименование

Масса,  г/м2

Мелование

Ra, мкм

Rq, мкм

Rp,мкм

Rv,мкм

Rt,мкм

Rsk,мкм

Rku

Rz,мкм

RTp,%

RHTp,мкм

Картон

340

Однослойное

1,2

1,46

3,16

4,57

8,36

- 0,175

2,68

7,73

5,36

2,84

Картон

340

Двухслойное

0,63

0,78

1,64

2,09

4,93

- 0,112

3,33

3,73

6,1

1,26

Картон

210

Однослойное

1,44

1,77

3,5

5,37

10,1

- 0,788

3,54

8,87

3,87

3,02

Картон

205

Двухслойное

0,889

1,1

2,49

3,04

6,76

-0,536

3,76

5,54

2,6

1,91

Бумага матовая

80

Однослойное

1,28

1,62

4,7

3,63

9,52

0,658

3,72

8,34

1,5

2,44

Бумага матовая

170

Трехслойное

0,438

0,549

1,47

1,73

3,66

-0,14

2,99

3,2

9,1

0,915

Бумага глянцевая

170

Двухслойное

0,421

0,567

1,28

3,23

4,87

-0,885

5,71

4,5

18,5

0,835

Бумага глянцевая

170

Трехслойное

0,299

0,403

2,09

0,938

3,95

1,06

5,58

3,03

0,2

0,586


Библиографическая ссылка

Варепо Л.Г. ОЦЕНКА В СИСТЕМЕ 3D МИКРОГЕОМЕТРИИ ПОВЕРХНОСТИ БУМАГИ // Фундаментальные исследования. – 2007. – № 12-3. – С. 475-476;
URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=4375 (дата обращения: 21.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074